長(zhǎng)白山地區(qū)訪花昆蟲(chóng)與蜜源植物的協(xié)同適應(yīng)

1、長(zhǎng)白山地區(qū)訪花昆蟲(chóng)與蜜源植物的協(xié)同適應(yīng)在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中 , 植物花的結(jié)構(gòu)不斷變得復(fù)雜, 顏色不斷變得鮮艷 , 花中具有花蜜和花粉 , 大多數(shù)花具有香味 , 這些特征使植物向著更有利于招引昆蟲(chóng)的方向發(fā)展 , 而昆蟲(chóng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性也相應(yīng)地發(fā)生變化, 向著便于采蜜傳粉的方向發(fā)展。從而 , 在植物和昆蟲(chóng)之間產(chǎn)生了精巧而微妙的相互適應(yīng)和協(xié)同進(jìn)化關(guān)系。本論文以長(zhǎng)白山地區(qū)為研究范圍, 對(duì)主要蜜源植物與四類(lèi)重要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群之間的相互適應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了研究, 包括 : 主要蜜源植物花部綜合特征( 花的結(jié)構(gòu)、顏色、花粉形態(tài)及花的氣味 ) 與重要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群的適應(yīng)關(guān)系; 重要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群外部形態(tài) ( 口器、攜粉

2、足等 ) 、內(nèi)部系統(tǒng) ( 消化道的形態(tài)結(jié)構(gòu) ) 、微觀結(jié)構(gòu) ( 觸角感受器的類(lèi)型、數(shù)量、分布規(guī)律) 與昆蟲(chóng)訪花行為的適應(yīng)關(guān)系。本研究可為開(kāi)發(fā)新型昆蟲(chóng)引誘劑及授粉昆蟲(chóng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了重要的理論參考。研究所采用的主要方法及結(jié)果如下:(1) 對(duì)長(zhǎng)白山地區(qū) 12 個(gè)市、縣、鎮(zhèn)及長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)共計(jì)22 個(gè)樣地內(nèi)的訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行了野外采集、標(biāo)本鑒定和文獻(xiàn)檢索 , 共獲得訪花昆蟲(chóng) 452 種 , 隸屬于 10 目、74 科、283 屬。其中 , 膜翅目蜜蜂科( 蜜蜂屬和熊蜂屬 ) 和隧蜂科昆蟲(chóng)、雙翅目食蚜蠅科昆蟲(chóng)、鞘翅目天?？? 花天牛亞科 ) 昆蟲(chóng)和鱗翅目蝶類(lèi)昆蟲(chóng)為長(zhǎng)白山地區(qū)重要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群。

3、(2) 對(duì)長(zhǎng)白山地區(qū)主要蜜源植物的訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群調(diào)查顯示 , 菊科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為膜翅目、雙翅目和鱗翅目蝶類(lèi)昆蟲(chóng) ; 薔薇科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為膜翅目熊蜂屬、鞘翅目花天牛亞科和鱗翅目蝶類(lèi)昆蟲(chóng) ; 毛茛科、唇形科、豆科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為膜翅目昆蟲(chóng) ; 百合科、石竹科植物的訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為鱗翅目蝶類(lèi)昆蟲(chóng) ; 傘形科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為膜翅目熊蜂屬和鞘翅目花天牛亞科昆蟲(chóng) ; 敗醬科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為雙翅目昆蟲(chóng); 蓼科、罌粟科和牻牛兒苗科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為膜翅目和雙翅目昆蟲(chóng); 柳葉菜科植物的主要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群為膜翅目和鱗翅目蝶類(lèi)昆蟲(chóng)。(3) 對(duì)四類(lèi)重要訪花昆蟲(chóng)偏愛(ài)的蜜源植物

4、的花朵形態(tài)及顏色分析顯示, 熊蜂偏愛(ài)訪問(wèn)具有圓錐花序、總狀花序和聚傘花序的花 ; 花冠類(lèi)型以輻射對(duì)稱(chēng)、 兩側(cè)對(duì)稱(chēng)為主 ; 花色艷麗 , 常為黃色或藍(lán)紫色。天牛訪問(wèn)的花多為圓錐、 傘形、聚傘和傘房花序 ; 花冠類(lèi)型以輻射對(duì)稱(chēng)為主,多為旋轉(zhuǎn)狀或壇狀 , 而非管狀或唇形花 ; 具有大量的雄蕊和花粉 , 通常缺少花蜜 ;由于天牛通常缺乏對(duì)顏色的洞察力, 主要訪問(wèn)白色和黃色等淡色花, 很少訪問(wèn)紅色或紫色花。食蚜蠅偏愛(ài)訪問(wèn)具有頭狀花序和傘形花序的花朵; 由于其喙管較長(zhǎng) ,可以訪問(wèn)筒形花 , 吸食花基部的蜜汁 ; 對(duì)花色的選擇能力較強(qiáng) , 但多訪問(wèn)白色和黃色的花朵。蝶類(lèi)偏愛(ài)訪問(wèn)具有頭狀花序和總狀花序, 色澤

5、鮮艷的花朵。 (4) 利用掃描電子顯微鏡觀察了長(zhǎng)白山地區(qū)主要蜜源植物的花粉形態(tài), 并分析了花粉形態(tài)與四類(lèi)重要訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群的關(guān)系。結(jié)果表明 , 熊蜂屬昆蟲(chóng)和花天牛亞科昆蟲(chóng)偏愛(ài)訪問(wèn)的蜜源植物均具有長(zhǎng)球形花粉 , 花粉粒較大 ,P/E 值大于 1.14, 具三孔溝 , 表面具有網(wǎng)狀紋飾。食蚜蠅科和蝶類(lèi)昆蟲(chóng)對(duì)蜜源植物的花粉要求不高。(5) 利用氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用儀分析了長(zhǎng)白山地區(qū) 11 種主要蜜源植物的乙醇提取物成分 , 并對(duì)其進(jìn)行了比較。結(jié)果表明 , 蜜源植物花乙醇提取物成分在菊科、薔薇科、傘形科、柳葉菜科和豆科之間未表現(xiàn)出顯著的特異性 , 主要物質(zhì)為酸類(lèi)化合物 , 其次是酮類(lèi)化合物和酯類(lèi)化合物

6、。11 種花乙醇提取物成分中均含有1羥基 2丙酮、乙酸、甲酸、順式, 其嗉囊內(nèi)壁和中腸內(nèi)壁9,12 十八碳二烯酸和苯酚 , 且這些成分的含量分別在提取物總含量中具有相似的比例關(guān)系。可以推測(cè)這些成分對(duì)訪花昆蟲(chóng)具有引誘作用。但對(duì)昆蟲(chóng)產(chǎn)生引誘性的是這些混合物中各成分的綜合效果, 還是其中的某一種物質(zhì)起著主要的引誘作用, 還有待于進(jìn)一步的研究。 (6) 通過(guò)對(duì)訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群外部形態(tài)特征與訪花的適應(yīng)研究顯示: 熊蜂較為粗壯 ; 全身密被長(zhǎng)而整齊的毛, 能粘有大量花粉 ; 嚼吸式口器 , 中唇舌較長(zhǎng) , 能從深花冠花的正中吸食花蜜; 具有花粉筐 , 后足基脛節(jié)內(nèi)表面具毛刷, 能夠攜帶大量花粉。復(fù)眼通常較大并

7、有很多小眼, 使其能順利地搜索到所需的寄主植物; 翅發(fā)達(dá)且常有色 , 觸角相對(duì)較長(zhǎng) , 通常絲狀或鋸齒狀 , 多數(shù)位于頭部頂端而非側(cè)面, 為花天牛攜帶花粉進(jìn)行大范圍的轉(zhuǎn)移提供了可能。食蚜蠅類(lèi)可通過(guò)體毛粘附花粉;舐吸式口器能分泌涎液稀釋漿狀的花蜜以便自身的吸收; 跗節(jié)具有化學(xué)感受器 ,對(duì)含糖液汁敏感。蝶類(lèi)為虹吸式口器 , 善于吸食花蜜 ; 具有較發(fā)達(dá)的足 , 訪花時(shí)常抓附于花上 ,粘有大量的花粉 ; 視覺(jué)發(fā)達(dá) , 傾向于訪問(wèn)色澤鮮艷的花朵。 對(duì)于訪花昆蟲(chóng)適于訪花特征的研究 , 將有利于挖掘新的授粉昆蟲(chóng)。(7) 熊蜂屬昆蟲(chóng)、花天牛亞科昆蟲(chóng)、食蚜蠅科昆蟲(chóng)和蝶類(lèi)昆蟲(chóng)的消化道均由前腸、中腸和后腸組成。熊

8、蜂屬昆蟲(chóng)的蜜囊明顯 , 內(nèi)壁形成縱橫的褶皺 , 容積較大 ,能夠容納大量蜜汁。中腸較粗 , 內(nèi)壁由多條縱嵴組成 , 在嵴上有許多突起 , 能夠增加中腸的表面積 ,有助于中腸消化液的分泌和對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。花天牛亞科昆蟲(chóng)取食花粉和花瓣,嗉囊和中腸的內(nèi)壁形成了許多乳狀的盲囊。食蚜蠅科昆蟲(chóng)和蝶類(lèi)昆蟲(chóng)主要取食花蜜等液體食物較為平滑 , 主要起吸收的作用。 (8) 熊蜂屬昆蟲(chóng)觸角上具有毛形感受器(A、B、C/ D)、錐形感受器 (A、 B)、腔錐形感受器、板形感受器和Bohms 鬃毛 ; 花天牛亞科昆蟲(chóng)觸角上具有毛形感受器( 、 ) 、刺形感受器 ( 、 ) 、錐形感受器 ( 、 ) 和 Bohms 鬃毛 ; 食蚜蠅科昆蟲(chóng)觸角上具有毛形感受器( 、)和大量微毛 ; 蝶類(lèi)昆蟲(chóng)觸角上具有鱗形感受器、 星形感受器、毛形感受器 (A、B)。毛形感受器為四類(lèi)訪花昆蟲(chóng)類(lèi)群觸角上共有的感受器類(lèi)型, 通常作為機(jī)械力感受器 ,